没有什么能比贻贝的顽固性更胜一筹了。这种动物从其蛞蝓状的足部腺体中分泌出一种胶水，在不到五分钟的时间内硬化成一根细丝，或称足丝，这将使其终身固定在一块潮间带的岩石上。几天之内，它就会通过数百根这样的足丝组成的缆绳将外壳固定住，这些缆绳将能承受多年的巨浪冲击。贻贝胶能抵抗每平方英寸一千磅的力。贻贝甚至能粘在特氟龙上。“我对这些生物产生了极大的敬意，”加利福尼亚大学圣巴巴拉分校的海洋生物化学家赫伯特·韦特说。“它们生活在一个动荡的环境中。它们不能制造脆弱的东西。”
然而，人类却能并且确实制造出脆弱的东西。我们的强力胶、超能胶和专业工业胶在陆地上表现出色。然而，一旦浸入水中，它们就与贻贝的产品相形见绌。“没有一种胶水能在水下做到这一点，”韦特说。“如果你去商店买了环氧树脂，并在水下混合，那只会形成脆弱的粘合。”多年来，研究人员一直徒劳地试图模仿自然，创造一种在潮湿时能快速牢固粘合的胶水；外科医生和海军修理人员等都渴望这种产品。潮水终于开始转向了。部分由于韦特多年的研究，一种合成的、伪贻贝胶似乎已近在咫尺。
理解海洋胶水的努力始于20世纪60年代，最初集中于藤壶的粘性。自罗马时代以来，这些甲壳类动物一直困扰着航海家，它们污染船体，大大减慢了航行速度。如今，美国海军每年花费超过500万美元研究“生物污垢”——藤壶、贻贝和各种海洋粘液——然而，尽管付出了巨大努力，藤壶胶的秘密在很大程度上仍隐藏在动物坚硬微小的外壳之下。
“它们在玩一场非常紧密的扑克牌，”韦特谈到藤壶时说。“它们所有固定装置的机制都隐藏在它们的底部，而底部非常小。而且，如果你分离生物体进行研究，就会杀死它。”
蓝贻贝为科学家提供了更容易、更富有成效的研究途径。贻贝是一种双壳软体动物，是一种由铰链状外壳包裹着的活体内脏黏液。由于足丝位于动物身体和外壳的外部，因此更容易接触和分析胶水化学成分。此外，新制作的足丝比前一个更不坚固，这为研究其化学成分随时间变化提供了线索。
多年来，韦特——同事们称他为“贻贝先生”——比任何一位生物化学家都更致力于解读蓝贻贝胶的化学成分。尽管许多细节仍不清楚，但韦特发现其整体机制类似于五金店里出售的两部分环氧树脂胶。贻贝的胶腺由两个独立的隔室组成：一个产生树脂状蛋白质，另一个产生表现出硬化剂作用的化学物质。进入水后，贻贝粘合蛋白（简称MAPs）混合并在几分钟内固化。
“固化，或称交联，是指聚合物之间建立键合或接触，”韦特说。蛋白质聚合物是分子的长链排列；可以把它们想象成意大利面条。现在回想一下当你煮意大利面条时会发生什么，韦特说。如果你不小心，只是把面条直接扔进锅里，没有先将它们分开，你最终会得到一团厚厚的湿面条。贻贝粘合蛋白交联时也大致如此。“由于它们的接近，聚合物开始相互接触。最终，你拉一根面条时，会同时拉动好几根。”
交联并非一切；过多的交联会产生像玻璃一样脆的粘合剂。事实证明，贻贝粘合蛋白含有五到十种不同“口味”的聚合物面条，每一种都扮演着略微不同的角色。“有些可能是加速交联过程的催化剂，”韦特说。“另一些则起到稍微分离面条的作用。在尝试制造一种坚固的胶水时，有各种各样的微妙之处。”
韦特发现，一些关键的面条含有氨基酸多巴（L-3, 4-二羟基苯丙氨酸的缩写）。多巴更广为人知的是一种神经递质，也是目前治疗帕金森病的主要成分。它在贻贝胶中的作用令人惊讶。“除了贻贝粘附蛋白，它在其他蛋白质中的浓度并不高，”西北大学的生物医学工程师菲利普·梅瑟史密斯说。几年前，梅瑟史密斯在西北大学牙科学院担任助理教授时，首次接触到韦特的研究。他说，牙科界对贻贝粘附剂有极大的兴趣。牙科修复手术需要一种可以在湿润环境下快速粘合，并且能牢固粘附到含有金属氧化物（牙齿和骨骼）的矿化组织上的胶水。“目前一代的粘合剂在这些类型的表面上粘合效果并不好，”梅瑟史密斯说。相比之下，贻贝粘附蛋白在粘附湿润的矿化表面（岩石）方面表现出色。
基于韦特对蓝贻贝的研究，梅瑟史密斯和他的同事们正在开发一种类似贻贝的胶水，他们相信这种胶水几乎与真品一样。他们将多巴（贻贝粘合蛋白中的关键成分）与实验室制造的兼容聚合物连接起来，制成了粘稠的胶状凝胶，这些凝胶即使在潮湿条件下也能像真正的贻贝粘合蛋白一样交联和粘合。这些凝胶能牢固地粘附在各种表面上，包括玻璃、金属、金属氧化物和半导体。如果这些凝胶被证明无毒且不会引起免疫反应，它们将成为用于手术和其他生物医学任务的理想候选者。
梅瑟史密斯设想了凝胶的各种用途。注入体内后，它们可以将药物输送到肺部、卵巢以及人体内部其他特定、难以到达的区域。就此而言，伪贻贝胶在任何需要组织连接并保持连接的地方都可能有用。“我们希望能够将我们的设备同样好地连接到硬组织和软组织，”梅瑟史密斯说。“肌腱和韧带的连接是我们希望做出贡献的一个非常重要的领域。”
矛盾的是，梅瑟史密斯还找到了一种方法，将粘性多巴聚合物用于完全相反的用途，作为一种“抗胶”。本质上，他制造了一种一端粘性、一端排斥的“意面”。粘性端，即多巴部分，粘附在表面——几乎任何表面——并被“意面”的其余部分隐藏。同时，“意面”的大部分，即面向世界的部分，由一种著名的非粘性聚合物聚乙二醇组成。结果是，一个由多巴固定、阻止细胞（以及潜在的活生物体）粘附的表面。“迄今为止，所有类似的工作都是为了开发粘性聚合物。我们所做的是通过利用多巴的粘附性，将表面从污垢变成非污垢，从而颠覆了局面。”
梅瑟史密斯表示，航运业最有可能对他的防污研究感兴趣。传统上，对抗污垢生物的战争是用有毒涂料、高压软管和老式的擦洗设备进行的。而涂有掺多巴聚合物的船体则会基本上将敌人的武器反击回去。“它会利用贻贝的天然污垢特性来阻止它们附着，”梅瑟史密斯说。难怪贻贝对它们的秘密如此守口如瓶。
